坚硬顶板条件沿空留巷技术研究及应用 .pdfVIP

学兔兔 2011年第1O期 煤 炭 工 程 坚硬顶板条件沿空留巷技术研究及应用 朱永鹏 ，毕思峰 ，宋成伟 (1．煤炭工业济南设计研究院有限公司，山东济南 250031； 2．泰安市煤炭工业局，山东泰安 271000； 3．滕州市东大矿业有限责任公司，山东滕州 277500) 摘 要：针对坚硬石灰岩顶板的特点，采用理论分析、数值模拟等研究方法对坚硬石灰岩顶 板条件下沿空留巷技术进行了研究。通过对巷旁充填沿空留巷方法与人工放顸卸压沿空留巷方法 的可行进行分析，确定了巷旁采用强制放顶的沿空留巷方法，并设计了支护方案；通过数值模拟 研究，分析了巷旁人工放顶条件下沿空留巷围岩应力分布规律，得出了巷道围岩变形规律，论证 了放顶卸压法沿空留巷的可行性；通过工业性试验，得到了石灰岩顶板条件下沿空留巷矿压显现 规律。 关键词：沿空留巷；石灰岩顶板；人工放顶；数值模拟 中图分类号：TD323 文献标识码：A 文章编号：1671—0959(2011)10-0065-04 坚硬顶板具有硬、整、厚的特点，可以近似地将其看 由煤体、巷道支护及触底处底板共同支撑形成平衡结构。 作连续介质来建立计算模型。顶板初次垮落前，可以将其 在这种情况下，为减缓顶板弯曲、下沉，减小巷内支护所 看作是支承在煤层上的岩梁或岩板…。石灰岩顶板条件下 受载荷和巷道围岩变形量，应及时封闭采空区，即可以在 沿空留巷时，与砂岩、泥岩相比较，石灰岩顶板具有较强 采空区人工垒砌一定宽度的充填体。充填体最大缩量与宽 的韧性，往往呈现出较大范围的悬顶而不冒落，因此，有 度的关系如下： 必要研究合理的巷旁支护措施切断顶板或者减缓顶板下沉 O~ m ax ≥ah ： (1) 速度，降低顶板下沉值 。坚硬顶板条件下，常规的留巷 方式效果很差，目前有些煤矿试用人工卸压的方式留 式中 ~?max——充填体最大可缩量； 巷 |4 J，但仅仅进行了现场工业性实验，没有对这种留巷方 Ah ——充填体末端顶板下沉值，m； 式进行深入研究，因此，有必要采用理论分析及数值模拟 ^——采高，In； — — 顶板侧向垮落步距，m； 手段对此种留巷方式巷道围岩应力场及位移变化规律进行 — — 巷道宽度，m； 研究。 C ——充填宽度，nl。 1 工程地质条件 由于顶板倾斜下沉，充填体深入采空区一侧缩量最大， 太平煤矿 16 煤层走向29。～138。，煤层倾角平均 为达到充填体对顶板具有后期支护阻力，必须保证充填体 弹性阶段最大缩量大于顶板下沉值，当8 取极小值时， 13。，厚度为0．9～1．3m，平均厚度为1．08m，f=2．5，全 充填体弹性模量可由式(2)计算： 区可采，属稳定煤层，结构简单。煤层顶板为 2．89— 8．46m的灰岩，平均厚度为4．97m，底板为0．6～2．0m的